Tổng hợp hydroxyalkyl-β-cyclodextrin ứng dụng làm tá dược tăng độ tan trong bào chế thuốc

Header Page of 258 GIỚI THIỆU LUẬN ÁN ĐẶT VẤN ĐỀ Trong nghiên cứu phát triển thuốc, khó khăn lớn khả hòa tan dƣợc chất Các thuốc tan thƣờng hấp thu chậm, thất thƣờng, sinh khả dụng không đủ độc tính cao tồn lâu niêm mạc Một số thuốc tan điển hình nhƣ: rutin, itraconazol, meloxicam Phức thuốc với beta cyclodextrin (βCD) đƣợc nghiên cứu rộng rãi để làm tăng độ tan dƣợc chất Tuy nhiên độ tan βCD thấp có độc tính thận nên khả ứng dụng βCD bị giới hạn Các dẫn xuất hydroxyalkyl βCD có khả hòa tan nƣớc cao độc tính thận thấp, tính chất tạo phức với dƣợc chất dẫn xuất không thay đổi nên khả làm tăng độ tan, tốc độ hòa tan thuốc phức cao nhiều so với phức thuốc-βCD Đề tài “Tổng hợp hydroxyalkyl-β-cyclodextrin ứng dụng làm tá dƣợc tăng độ tan bào chế thuốc” đƣợc thực gồm mục tiêu cụ thể sau: Tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) 2-hydroxybutyl -β-cyclodextrin (HBβCD) Ứng dụng HPβCD HBβCD tổng hợp vào tạo phức với số dƣợc chất tan TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trên giới, dẫn xuất hydroxyalkyl βCD đƣợc ứng dụng rộng rãi để cải thiện độ tan dƣợc chất mở hƣớng nghiên cứu phát triển thuốc Tuy nhiên nguyên liệu nƣớc Footer Page of 258 Header Page of 258 chƣa tổng hợp đƣợc chƣa lƣu hành rộng rãi thị trƣờng Tự tổng hợp tiêu chuẩn hóa HPβCD HBβCD ứng dụng làm tá dƣợc tăng độ tan bào chế thuốc, góp phần xây dựng ngành dƣợc Việt nam bƣớc chủ động nguyên liệu sản xuất thuốc Ứng dụng HPβCD, HBβCD bào chế thuốc để làm tăng độ tan số dƣợc chất ít/kém tan từ tăng sinh khả dụng thuốc Mặt khác, tá dƣợc giúp làm giảm độc tính, tăng ổn định thuốc NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Từ kết nghiên cứu thu đƣợc, luận án có đóng góp đƣợc tóm tắt nhƣ sau: Đã xây dựng tối ƣu hoá thông số qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin Sản phẩm tổng hợp đủ tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng ngành dƣợc Đã tự thiết kế dụng cụ đơn giản tổng hợp HPβCD HBβCD cỡ lô kg thành công với hiệu suất DS cao nghiên cứu loại đƣợc công bố tạp chí quốc tế Đã ứng dụng HPβCD HBβCD tổng hợp để điều chế phức phƣơng pháp đồng bay dung môi giúp cải thiện độ tan dƣợc chất: rutin, itraconazol, meloxicam Phức điều chế từ dƣợc chất sản phẩm tổng hợp đƣợc chứng minh phổ 1H-NMR BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN Luận án gồm: 138 trang, đặt vấn đề trang, tổng quan tài liệu 28 trang, đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu 22 trang, kết nghiên cứu 53 trang, bàn luận 29 trang, kết luận kiến nghị trang, danh Footer Page of 258 Header Page of 258 mục công trình nghiên cứu công bố trang Luận án có 72 bảng, 15 hình, 29 biểu đồ, sơ đồ, 117 tài liệu tham khảo gồm 10 tiếng Việt, 107 tiếng nƣớc ngoài, 29 phụ lục gồm 114 trang NỘI DUNG LUẬN ÁN CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Trình bày vấn đề sau: 1.1 Tổng hợp HPβCD: giới thiệu HPβCD, nguyên liệu dùng cho tổng hợp HPβCD, nghiên cứu tổng hợp HPβCD giới nƣớc 1.2 Tổng hợp HBβCD: giới thiệu HBβCD, nguyên liệu dùng cho tổng hợp HBβCD, nghiên cứu tổng hợp HBβCD giới nƣớc 1.3 Tối ƣu hóa thông số phản ứng tổng hợp 1.4 Phức thuốc-HPβCD: nghiên cứu phức thuốc-HPβCD giới nƣớc 1.5 Phức thuốc-HBβCD: nghiên cứu phức thuốc-HBβCD giới nƣớc 1.6 Các hoạt chất đƣợc ứng dụng để tạo phức với HPβCD HBβCD gồm: rutin, itraconazol, meloxicam CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƢỢNG, HÓA CHẤT, DUNG MÔI, NGUYÊN LIỆU TRANG THIẾT BỊ 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu HPβCD, HBβCD Phức rutin, itraconazol với HPβCD, HBβCD phức meloxicam với HPβCD Footer Page of 258 Header Page of 258 2.1.2 Hóa chất, dung môi, nguyên liệu, máy, thiết bị dùng cho tổng hợp, điều chế Nguyên liệu hóa chất dùng cho tổng hợp, điều chế phức thuốc, phân tích kiểm nghiệm Thiết bị, máy, dụng cụ dùng cho tổng hợp, điều chế, phân tích kiểm nghiệm 2.1.3 Tối ƣu hóa qui trình tổng hợp xử lý thống kê với trợ giúp phần mềm Phần mềm JMP 4.0 - SAS Institute Inc.: tối ƣu hóa yếu tố qui trình tổng hợp ảnh hƣởng đến hiệu suất độ (DS) sản phẩm Phần mềm Excel 2003: phân tích thống kê liệu 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Tổng hợp HPβCD Phản ứng βCD 1,2-propylen oxid môi trƣờng NaOH Xác định cấu trúc HPβCD tổng hợp: phổ IR, NMR, MS Tối ƣu hóa yếu tố qui trình tổng hợp ảnh hƣởng đến hiệu suất DS sản phẩm: Dùng phần mềm JMP 4.0 với mô hình Box-Behnken để thiết kế thực nghiệm theo kiểu bề mặt đáp ứng (responce surface design DOE) với yếu tố biến thên khảo sát vận tốc khuấy (x1), nhiệt độ (x2), thời gian (x3) Tiến hành 15 phản ứng có phản ứng lặp lại tâm gồm yếu tố độc lập: x1, x2, x3 Hai yếu tố phụ thuộc đƣa vào khảo sát hiệu suất (y1) DS (y2) phản ứng Chỉ tiêu đánh giá: kết tối ƣu cho y1 y2 cao có độ lặp lại Nâng sản phẩm phản ứng tổng hợp HPβCD lên cỡ lô kg: ứng dụng thông số tối ƣu, thiết kế dụng cụ phản ứng dụng cụ cô loại nƣớc phù hợp, tiến hành tổng hợp HPβCD cỡ lô kg Footer Page of 258 Header Page of 258 Xây dựng tiêu chuẩn sở kiểm nghiệm HPβCD tổng hợp: gồm tiêu: phổ IR, NMR, MS, độ màu sắc, nhiệt độ nóng chảy, góc quay cực riêng, giảm khối lƣợng làm khô, cắn sau nung, độ tinh khiết, DS, độc tính bất thƣờng, giới hạn nhiễm khuẩn Theo dõi độ ổn định HPβCD tổng hợp: nhiệt độ phòng (30 oC ± oC, độ ẩm 75% ± % sau điểm thời gian: 0; 3; 6; 9; 12; 24 tháng) Xây dựng qui trình tổng hợp HPβCD 2.2.2 Tổng hợp HBβCD Phản ứng βCD 1,2-butylen oxid môi trƣờng NaOH: bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ tổng hợp HPβCD mục 2.2.1 2.2.3 Điều chế phức rutin-HPβCD (R-HPβCD) Điều chế phức R-HPβCD: phƣơng pháp nghiền ƣớt đồng bay dung môi Đánh giá phức R-HPβCD: thử độ hòa tan, thử độ tan, phổ IR, phổ DSC, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (1H-NMR) 2.2.4 Điều chế phức rutin-HBβCD (R-HBβCD) Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ điều chế phức R-HPβCD mục 2.2.3 nhƣng thay HPβCD HBβCD 2.2.5 So sánh độ hòa tan, độ tan rutin phức R-HBβCD với rutin phức R-HPβCD 2.2.6 Điều chế phức itraconazol-HPβCD (ITZ-HPβCD) Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ mục 2.2.3 nhƣng thay rutin itraconazol 2.2.7 Điều chế phức itraconazol-HBβCD (ITZ-HBβCD) Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ mục 2.2.3 nhƣng thay HPβCD HBβCD Footer Page of 258 Header Page of 258 2.2.8 So sánh độ hòa tan, độ tan itz phức ITZ-HBβCD với itz phức ITZ-HPβCD 2.2.9 Điều chế phức meloxicam-HPβCD (ME-HPβCD) Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ điều chế phức R-HPβCD mục 2.2.3 nhƣng thay rutin meloxicam CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 TỔNG HỢP 2-HYDROXYPROPYL-β-CYCLODEXTRIN Cơ chế phản ứng tổng hợp: đƣợc thể sơ đồ 3.1 Sơ đồ 3.1 Cơ chế phản ứng tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin (*) phản ứng xảy vị trí OH-C-2 OH-C-3 Xác định cấu trúc HPβCD tổng hợp: Phổ IR: cực đại hấp thụ HPβCD tổng hợp có số sóng đặc trƣng nhóm chức: OH 3384,8 , C-H 2929,7, C-O 1031,8 Phổ NMR: (D2O, δppm) Phổ 1H-NMR (500 MHZ, T = 302 K): 5,155 (H1), 3,723 (H2), 4,033 (H3), 3,665 (H4), 3,935 (H5), 3,957 (H6), 3,810 (H1'1,2a), 3,607 (H1'1,2b), 4,10 (H2'1), 4,087 (H2'2), 1,113 (H3'1,2) Phổ 13C-NMR (125 MHz, T = 302 K): 101,76 (C1), 72,13 (C2), 73,15 (C3), 80,96 (C4), 71,88 (C5), 60,41 (C6), 76,93 (C1'1,2a), 76,27 (C1'1,2b), 66,78 (C2'1), 66,34 (C2'2), 18,42 (C3'1), 18,08 (C3'2) Footer Page of 258 Header Page of 258 Từ kết phân tích phổ 1H 13 C-NMR kết luận sản phẩm HPβCD đƣợc tổng hợp có cấu trúc nhƣ dự kiến Phổ MS: HPβCD tổng hợp có đồng phân có khối lƣợng phân tử tƣơng ứng với DS khác phân bố liên tục từ đến Tối ƣu hóa yếu tố qui trình tổng hợp ảnh hƣởng đến hiệu suất DS sản phẩm: Kết tối ƣu: vận tốc khuấy 851 vòng/phút, nhiệt độ 28,5 oC, thời gian 22,00 giờ, hiệu suất 79,63%, DS 5,65 Nâng sản phẩm phản ứng tổng hợp HPβCD lên cỡ lô kg: tiến hành lô với hiệu suất 86,79% DS 5,91 Sản phẩm trung bình lô tổng hợp 1,28 kg Xây dựng tiêu chuẩn sở kiểm nghiệm HPβCD tổng hợp: sản phẩm đƣợc kiểm nghiệm Viện kiểm nghiệm thuốc TP Hồ Chí Minh đạt tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng ngành dƣợc Theo dõi độ ổn định HPβCD tổng hợp: sản phẩm HPβCD tổng hợp ổn định trình bảo quản Qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin Nội dung quy trình: Bảng 3.14 Công thức (cho lô) tổng hợp HPβCD Nguyên liệu Đơn vị tính Số lƣợng Beta cyclodextrin gam 1135 1,2-propylen oxid ml 565,50 NaOH gam 150 Nƣớc cất ml 10.000 Acid HCl M ml 2.000 Aceton ml 20.000 Ethanol 99,5% ml 2.000 Footer Page of 258 Header Page of 258 Các bƣớc tiến hành nhƣ sau: Sơ đồ qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin NaOH + H2O Beta cyclodextrin 1,2-propylen oxid Điều chế dung dịch βCD/NaOH (Khuấy hồi lƣu: vận tốc, nhiệt độ, thời gian) Phản ứng tổng hợp HPβCD Khuấy hồi lƣu: vận tốc (x1), nhiệt độ (x2), thời gian (x3) HCl M Cô dung dịch phản ứng (Dƣới áp suất giảm, nhiệt độ 80 oC) Ethanol 99,5% Lọc lấy dung dịch chứa HPβCD (Khuấy 30 phút) NaCl Aceton Thu lấy sản phẩm thô (tủa) (Khuấy 30 phút, nhiệt độ - oC, lọc) Aceton Thu sản phẩm (Sấy khô dƣới áp suất giảm, nhiệt độ 80oC) Kiểm nghiệm Đóng gói thành phẩm Sơ đồ 2.1 Qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin Footer Page of 258 Header Page of 258 Bước Tổng hợp HPβCD Cân chất tham gia phản ứng theo công thức Hòa tan NaOH nƣớc, cho tiếp βCD vào hòa tan (đun nóng cần), điều chỉnh đến nhiệt độ phản ứng Khuấy hồi lƣu giờ, thêm lƣợng nhỏ 1,2-propylen oxid khoảng 90 phút đến hết, khuấy thời gian định Kết thúc phản ứng Bước Tinh chế sản phẩm: dùng acid HCl M để trung hòa dung dịch phản ứng đến pH trung tính, cô loại nƣớc 80 oC dƣới áp suất giảm đến thể chất sánh nhƣ siro Thêm ethanol 99,5% vừa đủ để hòa tan, khuấy 30 phút, lọc loại NaCl, thêm aceton vào khuấy 30 phút nhiệt độ - oC, lọc thu hồi aceton Cất phân đoạn thu hồi aceton để dùng tiếp lần sau Tủa sản phẩm hòa lƣợng tối thiểu ethanol 99,5% thêm aceton lặp lại nhiều lần đến sản phẩm tạo bột tơi Sấy khô đến độ ẩm qui định Kiểm nghiệm sản phẩm Bước Đóng gói dán nhãn: Đóng gói túi polyethylen hàn kín, dán nhãn qui định, bảo quản nhiệt độ phòng 3.2 TỔNG HỢP 2-HYDROXYBUTYL-β-CYCLODEXTRIN Cơ chế phản ứng tổng hợp HBβCD đƣợc thể hình 3.7 Sơ đồ 3.2 Cơ chế phản ứng tổng hợp 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin (*) phản ứng xảy vị trí OH-C-2 OH-C-3 Footer Page of 258 Header Page 10 of 258 10 Xác định cấu trúc HBβCD tổng hợp Phổ IR: cực đại hấp thụ HBβCD tổng hợp số sóng đặc trƣng nhóm chức: O-H 3386,8 cm-1, C-H 2933,5 cm-1, C-O 1029,9 cm-1 Phổ NMR: (D2O, δppm) Phổ 1H-NMR (500 MHz, T = 299 K): 5,108 (H1), 3,628 (H2), 4,051 (H3), 3,547 (H4), 3,891 (H5), 3,953 (H6), 3,879 (H1'1,2), 3,671 (H2'1,2), 1,554 (H3'1), 1,480 (H3'2), 0,980 (H4'1,2) 13 C-NMR (125 MHz, T = 299 K): 101,82 (C1), 73,17 (C2), 74,74 (C3), 81,10 (C4), 72,70 (C5), 60,33 (C6), 76,54 (C1'1,2a), 75,71 (C1'1,2b), 72,24 (C2'), 25,82 (C3'1), 25,53 (C3'2), 9,18 (C4'1), 9,32 (C4'2) Từ kết phân tích phổ 1H 13 C-NMR kết luận sản phẩm HBβCD đƣợc tổng hợp có cấu trúc nhƣ dự kiến Phổ MS: HBβCD tổng hợp có đồng phân có khối lƣợng phân tử tƣơng ứng với DS khác phân bố liên tục từ đến Tối ƣu hóa yếu tố qui trình tổng hợp ảnh hƣởng đến hiệu suất DS sản phẩm: vận tốc khuấy 817 vòng/phút, nhiệt độ 35,60 oC, thời gian 21,70 giờ, hiệu suất 77,85%, DS 5,33 Nâng sản phẩm phản ứng tổng hợp HBβCD lên cỡ lô kg: tổng hợp lô với hiệu suất 79,38% DS 5,51 Sản phẩm trung bình lô tổng hợp 1,21 kg Xây dựng tiêu chuẩn sở kiểm nghiệm HBβCD tổng hợp: đạt tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng ngành dƣợc Theo dõi độ ổn định HBβCD tổng hợp: sản phẩm HBβCD tổng hợp ổn định trình bảo quản Footer Page 10 of 258 Header Page 11 of 258 11 Qui trình tổng hợp 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin: nội dung quy trình tƣơng tự nhƣ qui trình tổng hợp HPβCD mục 3.1 nhƣng thay 1,2propylen oxid 1,2-butylen oxid 3.3 ĐIỀU CHẾ PHỨC RUTIN-HPβCD (R-HPβCD) 3.3.1 Điều chế phức R-HPβCD: phƣơng pháp nghiền ƣớt phƣơng pháp đồng bay dung môi Dùng HPβCD có DS 5,91 điều chế lô theo tỷ lệ mol rutin HPβCD : 3.3.2 Đánh giá phức R-HPβCD Thử độ hòa tan Biểu đồ 3.12 Độ hòa tan rutin rutin phức R-HPβCD điều chế phƣơng pháp nghiền ƣớt đồng bay dung môi, (R-HP: phức R-HPβCD) Phức R-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi có độ hòa tan cao nhất, so với phức điều chế phƣơng pháp nghiền ƣớt khác có ý nghĩa (P < 0,05) Thử độ tan: Độ tan rutin phức R-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi tăng gấp 3,83 lần so với rutin nguyên liệu Phổ IR, phổ DSC, phổ 1H-NMR phức R-HPβCD chứng minh liên kết phối trí vòng B rutin khoang HPβCD Sự tạo phức Footer Page 11 of 258 Header Page 12 of 258 12 rutin HPβCD rõ ràng, Từ kết phân tích phổ 1H-NMR đƣa cấu trúc dự đoán phức rutin HPβCD đƣợc thể hình 3.3 Hình 3.3 Cấu trúc dự đoán phức bao rutin HPβCD theo tỷ lệ mol : 3.4 ĐIỀU CHẾ PHỨC RUTIN-HBβCD (R-HBβCD) Điều chế phức R-HBβCD: phƣơng pháp nghiền ƣớt đồng bay dung môi Dùng HBβCD có DS 5,54 điều chế lô theo tỷ lệ mol rutin HBβCD : tiến hành tƣơng tự nhƣ điều chế phức R-HPβCD Đánh giá phức R-HBβCD: Thử độ hòa tan, thử độ tan: phức R-HBβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi có độ hòa tan, độ tan cao phƣơng pháp nghiền ƣớt có ý nghĩa (P < 0,05) Phổ IR, phổ DSC, phổ 1H-NMR: khẳng định vòng B rutin liên kết với HBβCD thông qua liên kết phối trí phức R-HBβCD đƣợc hình thành 3.5 SO SÁNH ĐỘ HÒA TAN, ĐỘ TAN CỦA RUTIN TRONG PHỨC R-HBβCD VÀ RUTIN TRONG PHỨC R-HPβCD 3.5.1 So sánh độ hòa tan rutin phức R-HBβCD rutin phức R-HPβCD Footer Page 12 of 258 Header Page 13 of 258 13 Trong tất phƣơng pháp điều chế, độ hòa tan rutin phức R-HBβCD cao rutin phức R-HPβCD tất thời điểm lấy mẫu, khác ý nghĩa thống kê (P > 0,05) 3.5.2 So sánh độ tan rutin phức R-HBβCD rutin phức R-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi Bảng 3.39 So sánh độ tan rutin phức R-HBβCD rutin phức R-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi Công thức Độ tan bão hòa (mg/ml) Phức R-HBβCD 0,607 ± 0,003 Phức R-HPβCD 0,459 ± 0,002 Tăng (lần) 1,32 Biểu đồ 3.17 So sánh độ tan rutin phức R-HBβCD rutin phức R-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi Độ tan rutin phức R-HBβCD cao rutin phức R-HPβCD 1,32 lần Footer Page 13 of 258 Header Page 14 of 258 14 3.6 ĐIỀU CHẾ PHỨC ITRACONAZOL-HPβCD (ITZ-HPβCD) 3.6.1 Điều chế phức ITZ-HPβCD: phƣơng pháp nghiền ƣớt đồng bay dung môi Dùng HPβCD có DS 5,91 điều chế lô theo tỷ lệ mol itz HPβCD : 1; : : 3.6.2 Đánh giá phức ITZ-HPβCD Thử độ hòa tan: độ hòa tan phức ITZ-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi cao phƣơng pháp nghiền ƣớt tất tỷ lệ mol khác có ý nghĩa (P < 0,05) Thử độ tan: độ tan dung dịch HCl 0,1N: itz 10-6, phức ITZ-HPβCD (1 : 1) 0,725 mg/ml; phức ITZ-HPβCD (1 : 2) 1,477 mg/ml; phức ITZ-HPβCD (1 : 3) 14,646 mg/ml Phổ IR, phổ DSC, phổ 1H-NMR: chứng minh tạo phức itz HPβCD rõ ràng Từ kết phân tích phổ 1H-NMR phức itzHPβCD đƣa cấu trúc dự đoán phân tử itz tạo phức với HPβCD đƣợc thể hình 3.4 Hình 3.4 Cấu trúc dự đoán phức bao itz với HPβCD theo tỷ lệ mol : (a); : (b) : (c) Footer Page 14 of 258 Header Page 15 of 258 15 3.7 ĐIỀU CHẾ PHỨC ITRACONAZOL-HBβCD (ITZ-HBβCD) 3.7.1 Điều chế phức ITZ-HBβCD: phƣơng pháp nghiền ƣớt đồng bay dung môi Dùng HBβCD có DS 5,54 điều chế lô theo tỷ lệ mol itz HBβCD : 1; : : 3.7.2 Đánh giá phức ITZ-HBβCD Thử độ tan: Độ tan dung dịch HCl 0,1N: itz 10-6, phức ITZ-HBβCD (1 : 1) 1,265 mg/ml; phức ITZ-HBβCD (1 : 2) 3,297 mg/ml; phức itz-HBβCD (1 : 3) 20,852 mg/ml 3.8 SO SÁNH ĐỘ HÒA TAN, ĐỘ TAN CỦA ITZ TRONG PHỨC ITZ-HBβCD VÀ ITZ TRONG PHỨC ITZ-HPβCD 3.8.1 So sánh độ hòa tan itz phức ITZ-HBβCD itz phức ITZ-HPβCD Độ hòa tan itz phức ITZ-HBβCD cao phức ITZ-HPβCD tất tỷ lệ mol phƣơng pháp điều chế, khác ý nghĩa thống kê (P > 0,05) 3.8.2 So sánh độ tan itz phức ITZ-HBβCD itz phức ITZ-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi Bảng 3.49 So sánh độ tan itz phức ITZ-HBβCD itz phức ITZ-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi Độ tan bão hòa (mg/ml) Tỷ lệ mol tạo phức 1:1 1:2 1:3 Phức ITZ-HBβCD 1,27 3,30 20,85 Phức ITZ-HPβCD 0,73 1,48 14,65 Tăng (lần) 1,75 2,23 1,424 Footer Page 15 of 258 Header Page 16 of 258 16 Biểu đồ 3.25 So sánh độ tan itz phức ITZ-HBβCD itz phức ITZ-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi Độ tan itz phức ITZ-HBβCD cao phức ITZ-HPβCD tất tỷ lệ mol phƣơng pháp điều chế 3.9 ĐIỀU CHẾ PHỨC MELOXICAM-HPβCD (ME-HPβCD) 3.9.1 Điều chế phức ME-HPβCD: phƣơng pháp nghiền ƣớt đồng bay dung môi Dùng HPβCD có DS 5,91 điều chế lô theo tỷ lệ mol ME HPβCD : 3.9.2 Đánh giá phức ME-HPβCD Thử độ hòa tan Phức ME-HPβCD điều chế phƣơng pháp đồng bay có độ hòa tan cao phƣơng pháp nghiền ƣớt tất thời điểm lấy mẫu khác có ý nghĩa (P < 0,05) Footer Page 16 of 258 Header Page 17 of 258 17 Thử độ tan Bảng 3.52 Độ tan ME ME phức ME-HPβCD điều chế phƣơng pháp nghiền ƣớt đồng bay dung môi, (n = 3) Mẫu Độ tan (mg/ml) Hiệu tăng độ tan (lần) ME 0,015 ± 0,0002 ME-HPβCD nghiền ƣớt 0,044 ± 0,0005 2,85 ± 0,008 ME-HPβCD đồng bay 1,910 ± 0,002 124,84 ± 0,82 Biểu đồ 3.28 Độ tan ME ME phức ME-HPβCD điều chế phƣơng pháp nghiền ƣớt đồng bay dung môi Phổ IR, phổ DSC, phổ 1H-NMR: đƣa cấu trúc dự đoán phức bao meloxicam HPβCD đƣợc thể hình 3.5 Hình 3.5 Cấu trúc dự đoán phức bao meloxicam HPβCD Footer Page 17 of 258 Header Page 18 of 258 18 CHƢƠNG BÀN LUẬN 4.1 Tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin Phản ứng βCD với 1,2-propylen oxid môi trƣờng NaOH: xảy theo chế SN2 Vòng epoxy mở theo hƣớng cản trở không gian nhất, sản phẩm tạo thành chủ yếu alcol bậc (2-hydroxypropyl-) Phân tích phổ NMR HPβCD tổng hợp: đo D2O Loại phổ H C Phổ 13 C, DEPT (90, 135), tần số đo 125 MHz Phổ 1H, 13 COSY, HSQC, HMBC tần số đo 500 MHz T = 302 K Từ liệu phân tích phổ NMR kết luận HPβCD tổng hợp đƣợc qui mô cỡ kg phòng thí nghiệm có cấu trúc hoàn toàn độ không thua HPβCD thƣơng mại phổ NMR đƣờng phổ tốt, không xuất vết tạp trừ tín hiệu dung môi D2O δD = 4,705 ppm So sánh số kỹ thuật HPβCD tổng hợp HPβCD thƣơng mại Bảng 4.4 So sánh số kỹ thuật HPβCD tổng hợp HPβCD thƣơng mại Chỉ số HPβCD tổng hợp Mức độ (ms) 0,772 Độ (DS) 5,404 Hiệu suất (P) HPβCD thƣơng mại 44,86% Nhƣ số HPβCD tổng hợp đƣợc cao HPβCD thƣơng mại Đây kết tốt chất lƣợng sản phẩm thu đƣợc Phổ khối: kỹ thuật bắn phá: ESI+ (electrospray ionization) Từ kết phân tích phổ MS kết luận: Footer Page 18 of 258 Header Page 19 of 258 19 Quá trình tổng hợp HPβCD từ βCD 1,2-propylen oxid thành công Phổ khối khẳng định chất thu đƣợc HPβCD với công thức phân tử nhƣ dự kiến Phổ khối chứng minh tồn rõ ràng sản phẩm lần với phân tử mắt xích (βCD), thực tế xảy lần đƣợc ghi nhận có mắt xích xảy trình lần Kết phù hợp với phân tích phổ NMR rõ sản phẩm đƣợc lần (dựa vào tách thành vạch H-1 phổ H-NMR C-1 phổ 13C-NMR) Xem xét, phân tích toàn liệu sản phẩm qui trình tổng hợp HPβCD đƣa số đánh giá chung: Phân tích phổ NMR chứng minh sản phẩm lần (dựa vào tách vạch H-1 C-1) hoàn toàn rõ ràng có độ tin cậy cao Phổ khối chứng minh sản phẩm gồm nhiều đồng phân với DS khác Phổ khối chứng minh sản phẩm tổng hợp đƣợc lần phù hợp với liệu phổ NMR Kết phù hợp với số công trình nghiên cứu công bố giới Sản phẩm HPβCD tổng hợp bƣớc đầu cung cấp cho số nghiên cứu bào chế nƣớc, có nghiên cứu thành công đƣợc công bố tạp chí dƣợc học 4.2 Tổng hợp 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin 4.2.1 Xác định cấu trúc HBβCD tổng hợp phổ NMR: khẳng định HBβCD đƣợc tổng hợp có cấu trúc nhƣ dự kiến sản phẩm đƣợc lần 4.2.2 Phân tích phổ khối lƣợng HBβCD tổng hợp: kỹ thuật bắn phá: ESI+ (electrospray ionization) Footer Page 19 of 258 Header Page 20 of 258 20 Phổ MS chứng minh chắn sản phẩm HBβCD với công thức phân tử nhƣ dự kiến Phổ khối chứng minh rõ xảy trình lần mắt xích βCD, phù hợp với liệu phổ NMR HBβCD 4.3 Điều chế phức rutin-HPβCD (R-HPβCD) Phân tích liệu phổ 1H-NMR rutin tự rutin phức R-HPβCD Qua phân tích phổ 1H-NMR kết hợp với phổ IR DSC khẳng định phức R-HPβCD đƣợc tạo thành liên kết phối trí qua cầu hydro (H…O…H) tác nhân tạo phức chui vào khoang rỗng HPβCD 4.4 Điều chế phức rutin-HBβCD (R-HBβCD) Phân tích liệu phổ 1H-NMR rutin tự rutin phức R-HBβCD Tƣơng tự nhƣ mục 4.3 sở để nhận xét phức R-HBβCD dựa so sánh độ dịch chuyển hóa học Δδ1H Qua phân tích phổ 1H-NMR kết hợp với phổ IR DSC khẳng định phức R-HBβCD đƣợc tạo thành liên kết phối trí qua cầu hydro (H…O…H) tác nhân tạo phức chui vào khoang rỗng HBβCD 4.5 So sánh độ hòa tan, độ tan rutin phức R-HBβCD rutin phức R-HPβCD Với DS thấp HPβCD (5,54 so với 5,91 HPβCD), HBβCD chứng minh khả làm tăng độ hòa tan độ tan rutin phức R-HBβCD cao phức R-HPβCD tất phƣơng pháp điều chế phức Footer Page 20 of 258 Header Page 21 of 258 21 4.6 Điều chế phức ITZ-HPβCD Phân tích liệu phổ 1H-NMR itz tự itz phức ITZ-HPβCD Phân tích thay đổi độ dịch chuyển hóa học proton (Δδ1H) đo dung môi DMSO T = 300 K tác nhân tạo phức itz trạng thái tự trạng thái phức ITZ-HPβCD để chứng minh tạo phức với HPβCD Đánh giá giá trị Δδ1H vị trí Nếu so sánh với tác nhân khác đƣợc nghiên cứu (rutin meloxicam), tạo phức itz với HPβCD đặc biệt rõ ràng, thí dụ giá trị Δδ proton đối xứng 33/37 (vòng E) itz lên tới 0,471 ppm lớn gấp hàng chục lần so với tác nhân rutin tác nhân khác đƣợc công bố tạp chí quốc tế Những vị trí có độ dịch chuyển mạnh H(3) = + 0,115, H(6) = - 0,147, H(10) = + 0,136, H(21/25) = + 0,213, H(22/24) = + 0,217, H(33/37) = + 0,471, H(34/36) = + 0,304 4.7 Điều chế phức ITZ-HBβCD Phân tích liệu phổ 1H-NMR itz tự itz phức ITZ-HBβCD Kết thu đƣợc phức ITZ-HBβCD hầu nhƣ lặp lại toàn kết phân tích phức ITZ-HPβCD 4.8 So sánh độ hòa tan, độ tan itz phức ITZ-HBβCD itz phức ITZ-HPβCD Với DS thấp HPβCD (5,54 so với 5,91 HPβCD), phức ITZ-HBβCD có độ hòa tan độ tan cao so với phức ITZ-HPβCD Từ kết thực nghiệm cho thấy HBβCD tổng hợp đƣợc có triển vọng để ứng dụng vào bào chế để làm tăng độ tan dƣợc chất ít/kém tan Footer Page 21 of 258 Header Page 22 of 258 22 4.9 Điều chế phức ME-HPβCD Phân tích liệu phổ 1H-NMR ME tự ME phức ME-HPβCD: Sự chuyển chiều phối trí tác nhân tạo phức: Các giá trị Δδ1H vị trí tạo phức lớn gần chục lần so với nghiên cứu phức ME-HPβCD Buchi N Nalluri cộng công bố tạp chí quốc tế Nhƣ vậy, tạo phức ME với HPβCD thể liệu phổ 1H-NMR xác cho phép khẳng định phức tạo thành nhƣ dự kiến So sánh phức ME-HPβCD phức rutin, itraconazol với HPβCD HBβCD: Phân tích liệu phổ 1H-NMR meloxicam phức ME-HPβCD so với liệu phổ 1H-NMR rutin itraconazol phức với HPβCD HBβCD đƣa kết luận: liên kết hoạt chất với HPβCD HBβCD liên kết phối trí liên kết hydro quan trọng để hình thành phức hoàn toàn xác Kết phù hợp với số nghiên cứu công bố tạp chí quốc tế Đánh giá hình thành phức thông qua phân tích liệu phổ H-NMR rõ ràng có sở khoa học Các phân tử cho nhận điện tử trình tạo phức, điện tử đặt vào từ trƣờng cao máy đo phổ NMR chuyển thành lƣợng điện từ làm dịch chuyển hóa học proton Phân tử rutin itraconazol chất cho điện tử nên độ dịch chuyển hóa học phức có giá trị dƣơng so với rutin itraconazol tự do, proton vị trí tạo phức dịch chuyển vùng từ trƣờng cao (high-field, upfield), meloxicam chất nhận điện tử nên độ dịch chuyển hóa học phức có giá trị âm so với meloxicam tự do, proton vị trí tạo Footer Page 22 of 258 Header Page 23 of 258 23 phức dịch chuyển vùng từ trƣờng thấp (low-field, downfield), ngƣợc lại hoàn toàn so với rutin itraconazol KẾT LUẬN Đề tài “Tổng hợp hydroxyalkyl-β-cyclodextrin ứng dụng làm tá dƣợc tăng độ tan bào chế thuốc” đƣợc thực nội dung nghiên cứu rút kết luận sau: Tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin 2-hydroxybutyl-βcyclodextrin 1.1 Đã xây dựng tối ƣu hóa yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất DS qui trình tổng hợp Thông số tối ƣu cho phản ứng tổng hợp HPβCD vận tốc khuấy 851 vòng/phút, nhiệt độ 28,50 oC, thời gian 22 đạt hiệu suất trung bình 79,79% DS 5,65 Thông số tối ƣu cho phản ứng tổng hợp HBβCD vận tốc khuấy 817 vòng/phút, nhiệt độ 35,60 oC, thời gian 21,70 đạt hiệu suất trung bình 77,89% DS 5,35 1.2 Nâng sản phẩm phản ứng tổng hợp lên cỡ lô kg với thông số kỹ thuật nhƣ nghiên cứu Hiệu suất trung bình DS sản phẩm khác ý nghĩa so với qui mô nhỏ 1.3 Xây dựng tiêu chuẩn sở kiểm nghiệm thành phẩm, phổ IR, NMR, MS phù hợp với cấu trúc, tiêu đạt tiêu chuẩn sở Sản phẩm đủ tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng ngành dƣợc Ứng dụng HPβCD HBβCD tổng hợp vào tạo phức với số dƣợc chất tan 2.1 Đã xác định đƣợc phƣơng pháp phù hợp để tạo phức dễ tan với rutin phƣơng pháp đồng bay dung môi với kết nhƣ sau: Phức R-HPβCD có độ tan cao gấp 3,83 lần so với rutin nguyên liệu Phức R-HBβCD có độ tan cao gấp 5,06 lần so với rutin nguyên liệu Footer Page 23 of 258 Header Page 24 of 258 24 Sự hình thành phức đƣợc chứng minh phổ IR, DSC, 1H-NMR 2.2 So sánh độ hòa tan, độ tan: độ hòa tan rutin phức R-HBβCD cao phức R-HPβCD, độ tan rutin phức R-HBβCD cao phức R-HPβCD 1,32 lần 2.3 Điều chế phức ITZ-HPβCD ITZ-HBβCD phƣơng pháp đồng bay dung môi Sự hình thành phức đƣợc chứng minh phổ IR, DSC, 1H-NMR Độ hòa tan độ tan itz phức cao nhiều lần so với itz nguyên liệu 2.4 So sánh độ hòa tan, độ tan: độ hòa tan itz phức ITZ-HBβCD cao phức ITZ-HPβCD Trong phức điều chế phƣơng pháp đồng bay dung môi, độ tan itz phức ITZ-HBβCD cao phức ITZ-HPβCD tỷ lệ mol : 1,75 lần; tỷ lệ mol : 2,23 lần tỷ lệ mol : 1,42 lần 2.5 Đã điều chế phức ME-HPβCD phƣơng pháp đồng bay dung môi, phức ME-HPβCD có độ tan cao gấp 124,84 lần so với ME nguyên liệu KIẾN NGHỊ Tiếp tục nghiên cứu độ ổn định sau thời gian 24 tháng để xác định tuổi thọ thực sản phẩm HPβCD HBβCD tổng hợp Tiếp tục nghiên cứu thông số dƣợc động học, độc tính tƣơng tác khác HBβCD để tiêu chuẩn hóa làm tá dƣợc thức đƣa vào sử dụng ngành dƣợc Nghiên cứu trang thiết bị, máy móc phù hợp, xây dựng qui trình tổng hợp HPβCD, HBβCD qui mô pilot tiến tới sản xuất công nghiệp đủ đáp ứng nhu cầu nghiên cứu phát triển thuốc nƣớc Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng HPβCD HBβCD tổng hợp vào tạo phức để làm tăng độ tan dƣợc chất ít/kém tan khác Footer Page 24 of 258  ... liệu sản xuất thuốc Ứng dụng HPβCD, HBβCD bào chế thuốc để làm tăng độ tan số dƣợc chất ít/kém tan từ tăng sinh khả dụng thuốc Mặt khác, tá dƣợc giúp làm giảm độc tính, tăng ổn định thuốc NHỮNG... chƣa tổng hợp đƣợc chƣa lƣu hành rộng rãi thị trƣờng Tự tổng hợp tiêu chuẩn hóa HPβCD HBβCD ứng dụng làm tá dƣợc tăng độ tan bào chế thuốc, góp phần xây dựng ngành dƣợc Việt nam bƣớc chủ động... ITZ-HBβCD có độ hòa tan độ tan cao so với phức ITZ-HPβCD Từ kết thực nghiệm cho thấy HBβCD tổng hợp đƣợc có triển vọng để ứng dụng vào bào chế để làm tăng độ tan dƣợc chất ít/kém tan Footer Page